(57)【要約】【課題】  ２つの指示具の遮光影が重なっても安定して精度劣化の少ない座標入力を行うことができる座標入力方法及びその装置を提供する。【解決手段】  指や指示具による指示入力に伴う影または像を検出し、指示入力に伴って、検出される影または像の片側の端部の位置情報と該影または像の幅情報とで、前記影または像の検出位置を特定し、特定された影または像の検出位置から前記指示入力した座標を算出する。尚、影または像の幅情報は、過去に検出した影または像の記憶情報に基づくものである。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指や指示具による指示入力に伴う影または像を検出する検出手段と、
前記指示入力に伴って、検出される影または像の片側の端部の位置情報と該影または像の幅情報とで、前記影または像の検出位置を特定する第１の計算手段と、
前記第１の計算手段の計算結果から前記指示入力した座標を算出する第２の計算手段とを有することを特徴とする座標入力装置。
【請求項２】
前記影または像の幅情報は、前記検出手段において過去に検出した影または像の記憶情報に基づくものであることを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
【請求項３】
前記検出手段は複数あって、前記検出手段の何れかにおける影または像の位置を特定するための影または像の幅情報は、当該検出手段とは別の複数の検出手段によって検出された影または像の記憶情報に基づくものであることを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
【請求項４】
前記検出手段は、座標入力有効領域の一辺を成す２つの角部近傍にそれぞれ複数配置され、
前記第１の計算手段は、それぞれの検出手段において複数の指または指示具による指示入力に伴う影または像が互いに重複して観測される場合に、前記夫々の指または指示具の影または像の幅情報と当該検出手段において重複して観測される影または像の端部の位置情報とで、前記影または像の当該検出手段における検出位置を夫々特定することを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
【請求項５】
前記影または像の幅情報は、当該検出手段によって過去に検出された指ないし指示具ごとの影または像の記憶情報から算出される第１の幅情報を含むことを特徴とする請求項４記載の座標入力装置。
【請求項６】
前記影または像の幅情報は、当該検出手段と同一の角部近傍に位置しかつ当該検出手段とは別の検出手段によって検出された指ないし指示具ごとの影または像の記憶情報とから算出される第２の幅情報を含むことを特徴とする請求項４又は５記載の座標入力装置。
【請求項７】
前記影または像の幅情報は、当該検出手段と異なった角部近傍に位置する検出手段によって検出される指ないし指示具ごとの影または像の記憶情報と当該検出手段において重複して観測される影または像の略位置の情報とから算出される第３の幅情報を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１つに記載の座標入力装置。
【請求項８】
前記第１の計算手段は、前記影または像の幅情報として前記第１の幅情報、請第２の幅情報、及び第３の幅情報の中の少なくとも２つから１つを選択することを特徴とする請求項７記載の座標入力装置。
【請求項９】
それぞれの検出手段において複数の指または指示具による指示入力に伴う影または像が互いに重複して観測される場合に、前記夫々の指または指示具の影または像の幅情報と前記互いに重複して観測される影または像の略位置の情報とから、前記夫々の検出手段における重複の度合いを求めてその重複の度合いが最も大きい検出手段を決定する機能を備え、
前記第２の計算手段は、前記重複の度合いが最も大きい検出手段を除く他の検出手段から得られる影または像の検出位置の結果をもとに、前記指示入力した座標を算出することを特徴とする請求項４記載の座標入力装置。
【請求項１０】
それぞれの検出手段において複数の指または指示具による指示入力に伴う影または像が互いに重複して観測される場合に、前記夫々の指または指示具の影または像の幅情報と前記互いに重複して観測される影または像の略位置の情報とから、前記夫々の検出手段における重複の度合いを求めて、角部近傍ごとにその重複の度合いが最も大きい検出手段を決定する機能を備え、
前記第２の計算手段は、前記角部近傍ごとの重複の度合いが最も大きい検出手段を除く他の検出手段から得られる影または像の検出位置の結果をもとに、前記指示入力した座標を算出することを特徴とする請求項４記載の座標入力装置。
【請求項１１】
指や指示具による指示入力に伴う影または像の検出に基づいて指示座標を入力する座標入力方法であって、
前記指示入力に伴って、検出される影または像の片側の端部の位置情報と該影または像の幅情報とで、前記影または像の検出位置を特定する第１計算ステップと、
前記第１計算ステップでの計算結果から前記指示入力した座標を算出する第２計算ステップとを有することを特徴とする座標入力方法。
【請求項１２】
指や指示具による指示入力に伴う影または像の検出に基づいて指示座標を入力する座標入力方法を実現するコンピュータ実行可能なプログラムであって、
前記指示入力に伴って、検出される影または像の片側の端部の位置情報と該影または像の幅情報とで、前記影または像の検出位置を特定する第１計算ステップと、
前記第１計算ステップでの計算結果から前記指示入力した座標を算出する第２計算ステップとを有することを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
指や指示具による指示入力に伴う影または像の検出に基づいて指示座標を入力する座標入力方法を実現するプログラムをコンピュータ読み出し可能に記憶する記憶媒体であって、
前記プログラムは、
前記指示入力に伴って、検出される影または像の片側の端部の位置情報と該影または像の幅情報とで、前記影または像の検出位置を特定する第１計算ステップと、
前記第１計算ステップでの計算結果から前記指示入力した座標を算出する第２計算ステップとを有することを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は座標入力方法及びその装置、より詳しくは、入力面に指示具や指によって指示して座標を入力することにより、接続されたコンピュータを制御したり、文字や図形などを書き込むために用いられる座標入力方法及びその装置であって、その性能を改善する技術に関するものである。
【０００２】
特に、本発明は、入力面周囲に再帰反射材を設け、或いは、指示具に再帰反射材を設け、指示具や指等による遮光状態を検知することにより指示位置座標を入力する光学式座標入力方法及びその装置、更には、指示具に発光手段を設け、その発光位置座標を検知することにより指示位置座標を入力する光学式座標入力方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来より、この種の座標入力装置としては、タッチパネルとして各種方式のものが提案または製品化されており、特殊な器具などを用いずに画面上でPCなどの操作が簡単にできるため、広く用いられている。
【０００４】
位置検出方式としては、抵抗膜を用いたもの、また、超音波を用いたものなど様々なものがあるが、光を用いたものとして特許文献１などに見られるように、座標入力面外側（周囲）に再帰性反射シートを設け、光を照明する手段からの光を再帰反射シートで反射し、受光手段により強度分布を検出する構成において、入力領域内にある指などで遮蔽された領域の角度を検出し、遮蔽位置つまり入力位置の座標を決定するものが、知られている。
【０００５】
また、国内件においても、特許文献２や特許文献３などにあるように、再帰反射部材を入力領域周辺に構成し、再帰反射光が遮光される部分の座標を検出する装置が開示されている。
【０００６】
これらの座標入力装置において、例えば特許文献２では、微分などの波形処理演算によって遮光部分のピークを検出することにより、遮光部分の角度を検出し、一方、特許文献３では、特定のレベルパターンとの比較によって遮光部位の一方の端と他方の端を検出し、それらの座標の中心を検出する構成が示されている。
【０００７】
また、更に、このような座標入力装置においては、特にサイズの大きな場合には、複数の操作者が同時に入力することにより、利便性が向上し、より効率的な会議等の用途での要求があるので、複数同時入力に対応する座標入力装置が考案されている。
【０００８】
複数の座標を同時に入力するために、特許文献４、特許文献５、特許文献６に、１つの受光手段で複数の遮光部分の角度を検出し、各受光手段の角度の組み合わせから数点の入力座標候補を算出し、更に、その入力座標候補から実際に入力した座標を判別する技術が開示されている。例えば、２点入力の場合には、候補が最大４点の座標が算出され、この候補４点の内から実際に入力した座標２点を判定して出力する。これを以下、本明細書では虚実判定という。この虚実判定の具体的な手段として、特許文献５、特許文献６では、従来の座標入力領域の一辺の両端に、入力領域内で指示された座標を精度良く算出するに十分な距離を隔てて設置される第１及び第２の受光手段の他に、これも、第１及び第２の受光手段から入力領域内で指示された座標を精度良く算出するに十分な距離を隔てて第１及び第２の受光手段の間の位置に設置される第３の受光手段を設け、この第３の受光手段における第１及び第２の受光手段の角度情報とは異なる角度情報を基に、上記虚実判定が行われている。
【０００９】
また、従来の光学式、特に入力面周囲に再帰反射材を設け、指示具等による遮光状態を検知することにより指示位置座標を入力する再帰性反射光遮光方式の座標入力装置における、受光手段の指示具等により遮られた部分の受光素子における検出方法として、特許文献７において、受光素子の出力信号における遮光影部位の一方の端と遮光影部位の他方の端との中心を検出座標として検出する提案がなされている。また、特許文献４においては、単純に、受光素子の遮光影部位の画素番号で遮光部位の位置を検出する提案もなされている。これらの遮光部位の検出方法は、遮光部位の中心を実際の指示具等の中心であるとして算出し、これを角度情報として座標算出演算に用いている。
【特許文献１】米国特許第4507557号
【特許文献２】特開2000-105671公報
【特許文献３】特開2001-142642公報
【特許文献４】特開2002-055770公報
【特許文献５】特開2003-303046公報
【特許文献６】登録2896183号公報
【特許文献７】特開2001-142642公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の再帰反射光等の光を遮る部分の強度分布のピーク、或いは、遮光影に関わる強度分布の遮光影両端の情報の中心から角度を検出し、各受光手段のその角度の組み合わせから指示座標を算出する技術では、複数、少なくとも２箇所同時に座標を入力する場合に、受光手段から指示点が略直線上に重なる場合が生じ、この遮光影が重なった場合には、各々の遮光影を分離して角度を検出することが出来ず、入力不可能となる。
【００１１】
例えば、図５６に示すような座標入力領域の位置ＡとＢの２点において指示具等で指示を行った場合、図５６の受光手段S2における遮光強度分布は、図５７の下図のようになり、ＡとＢの２点の遮光位置に対応した遮光影が分離して検出される。尚、参照データとして、何も指示入力しない場合の光強度分布は図５７の上図で示すようになる。この図において、位置Ｃにある強度分布の谷は、座標入力領域の周囲に設けた再帰反射材の角度特性、距離による減衰等の要因により生じた強度分布である。
【００１２】
一方、図５６に示す受光手段S1における遮光強度分布は、図５７の中図のようになり、ＡとＢの２点の遮光位置に対応した遮光影が重なって検出される。この重なった遮光強度分布の情報においては、図に示す様な部分的に重なった（いわゆる部分食の）場合には、それぞれの指示具（或いは、指）の片方の遮光端の情報しか得られず、上記従来の受光素子における遮光影部位の両端の情報からその中心位置の角度、中心の画素番号により位置（角度）を算出する手段（特許文献７参照）では、重なった指示具等の遮光影を分離して角度を検出することはできず、従って、指示位置の座標を算出することは不可能であった。
【００１３】
図には示さないが、対象受光手段に対し、手前の指示具の影に受光手段から遠い方の指示具の影が完全に含まれてしまう（いわゆる皆既食）の場合にも、手前の指示具に関してはその遮光影の両端から中心位置（角度）を求めることは出来るが、遠い方の指示具に関する情報は得ることが出来ない。
【００１４】
従って、従来例においては、それぞれ予め遮光影の数を検出して、受光手段によるこの数が、例えば、他の受光手段においては２なのに、当該受光手段においては１の場合には、当該受光手段において、この遮光影が受光手段の強度分布において重なった場合とみなし、その結果、ある場合には警告を発して（特許文献６）、使用者に注意を喚起してその状態を回避するように求め、或いは、当該受光手段を他の第３の遮光影の重なりの無い分離された受光手段に切り替え（特許文献４、５）、遮光影が２つに分離された２つの受光手段で角度を検出し、前記のように虚実判定から２点の実入力座標を算出する必要があった。尚、この場合の虚実判定は、前記遮光重なりのある受光手段の角度情報でも十分に可能であるので、この遮光重なりのある受光手段の角度情報で行う（特許文献５、６）。
【００１５】
以上のように、上記の遮光部位を検出する光学式座標入力装置において、従来の強度分布の遮光影両端の情報から角度を検出し座標を求める技術では、複数に同時に入力した場合、受光手段に対し一部に遮光重なりが生じ、その２つの指示に対応する遮光影がつながって分離できなくなった場合には、例えば、その連続した遮光影を１つの指示具等からの影とみなして算出すれば、実際の位置からのずれにより座標検出精度の劣化が生じ、更に正確な位置精度が必要な場合には、入力が不可能となり、操作上大きな支障となっていた。
【００１６】
又、遮光重なりが生じた場合にその受光手段の角度情報を使用せず、その遮光重なりが生じた受光手段から上記のごとく離れた距離に配置された他の第３の受光手段に切り替えて座標を算出する場合の更なる課題は、受光手段の位置と入力領域の関係からくる座標検出精度の劣化の問題である。
【００１７】
通常の単数指示による座標入力領域の一辺の左右の両端近傍に配置された、図５８の受光手段S1と受光手段S2の各々の角度情報の組み合わせで、座標入力領域の位置１及び位置２で座標を入力する場合には、各受光手段の持つ角度に関する一定の誤差が著しく拡大することはなく、算出座標に影響する程度は小さい。更に、複数同時入力の場合でも、図５６で示すように、その指示位置から距離の遠い受光手段S1において、遮光重なりが生じている場合には、その遮光重なり受光手段S1を前記のごとく中央に配置された受光手段S3に切り替えることにより、図５８の場合と同様に受光手段の位置と入力領域の関係からくる座標検出精度の劣化の問題は生じない。
【００１８】
ところが、図５９に示すように、その指示位置から距離の近い受光手段S2において、遮光重なりが生じている場合には、前述のような従来の技術において、図６０に示すように受光手段S2を中央の受光手段S3に切り替えを行うのであるが、この場合、特にＡ位置における指示に関しては、受光手段S1と指示具等と受光手段S3の成す角度が極端に小さくなり、幾何学的に自明なように誤差の影響が大きくなり、座標算出精度の著しい劣化を招く可能性が大きくなる。
【００１９】
更に、座標入力装置と一体的に構成される表示器の構造や仕様によっては、従来の上記座標入力領域の上辺か下辺の左右両端の受光手段の中央部分に遮光重なり時の切り替え用受光手段を配置する為のスペースの確保が困難となる場合があった。また、その中央部に設ける受光手段は、角部に設ける受光手段に比べて検出範囲が広くなければならず、単独ユニットで光学的に180°に近い視野角を確保するためには、ミラー構成等により座標入力領域との実質的な光路長を長くするか、複数のユニットに分割して視野範囲を分担する必要があり、ミラー構成、複数のユニット構成いずれの場合も、更に表示器周囲の設置スペースを必要とし、いわゆる額縁が大きくなる等の課題があった。
【００２０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、２つの指示具の遮光影が重なっても安定して精度劣化の少ない座標入力を行うことができる座標入力方法及びその装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
かかる課題を解決するために、本発明の座標入力装置は、指や指示具による指示入力に伴う影または像を検出する検出手段と、前記指示入力に伴って、検出される影または像の片側の端部の位置情報と該影または像の幅情報とで、前記影または像の検出位置を特定する第１の計算手段と、前記第１の計算手段の計算結果から前記指示入力した座標を算出する第２の計算手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
ここで、前記影または像の幅情報は、前記検出手段において過去に検出した影または像の記憶情報に基づくものである。また、前記検出手段は複数あって、前記検出手段の何れかにおける影または像の位置を特定するための影または像の幅情報は、当該検出手段とは別の複数の検出手段によって検出された影または像の記憶情報に基づくものである。また、前記検出手段は、座標入力有効領域の一辺を成す２つの角部近傍にそれぞれ複数配置され、前記第１の計算手段は、それぞれの検出手段において複数の指または指示具による指示入力に伴う影または像が互いに重複して観測される場合に、前記夫々の指または指示具の影または像の幅情報と当該検出手段において重複して観測される影または像の端部の位置情報とで、前記影または像の当該検出手段における検出位置を夫々特定する。また、前記影または像の幅情報は、当該検出手段によって過去に検出された指ないし指示具ごとの影または像の記憶情報から算出される第１の幅情報を含む。また、前記影または像の幅情報は、当該検出手段と同一の角部近傍に位置しかつ当該検出手段とは別の検出手段によって検出された指ないし指示具ごとの影または像の記憶情報とから算出される第２の幅情報を含む。また、前記影または像の幅情報は、当該検出手段と異なった角部近傍に位置する検出手段によって検出される指ないし指示具ごとの影または像の記憶情報と当該検出手段において重複して観測される影または像の略位置の情報とから算出される第３の幅情報を含む。また、前記第１の計算手段は、前記影または像の幅情報として前記第１の幅情報、請第２の幅情報、及び第３の幅情報の中の少なくとも２つから１つを選択する。
【００２３】
それぞれの検出手段において複数の指または指示具による指示入力に伴う影または像が互いに重複して観測される場合に、前記夫々の指または指示具の影または像の幅情報と前記互いに重複して観測される影または像の略位置の情報とから、前記夫々の検出手段における重複の度合いを求めてその重複の度合いが最も大きい検出手段を決定する機能を備え、前記第２の計算手段は、前記重複の度合いが最も大きい検出手段を除く他の検出手段から得られる影または像の検出位置の結果をもとに、前記指示入力した座標を算出する。
【００２４】
それぞれの検出手段において複数の指または指示具による指示入力に伴う影または像が互いに重複して観測される場合に、前記夫々の指または指示具の影または像の幅情報と前記互いに重複して観測される影または像の略位置の情報とから、前記夫々の検出手段における重複の度合いを求めて、角部近傍ごとにその重複の度合いが最も大きい検出手段を決定する機能を備え、前記第２の計算手段は、前記角部近傍ごとの重複の度合いが最も大きい検出手段を除く他の検出手段から得られる影または像の検出位置の結果をもとに、前記指示入力した座標を算出する。
【００２５】
又、本発明の座標入力方法は、指や指示具による指示入力に伴う影または像の検出に基づいて指示座標を入力する座標入力方法であって、前記指示入力に伴って、検出される影または像の片側の端部の位置情報と該影または像の幅情報とで、前記影または像の検出位置を特定する第１計算ステップと、前記第１計算ステップでの計算結果から前記指示入力した座標を算出する第２計算ステップとを有することを特徴とする。
【００２６】
又、本発明のプログラムは、指や指示具による指示入力に伴う影または像の検出に基づいて指示座標を入力する座標入力方法を実現するコンピュータ実行可能なプログラムであって、前記指示入力に伴って、検出される影または像の片側の端部の位置情報と該影または像の幅情報とで、前記影または像の検出位置を特定する第１計算ステップと、前記第１計算ステップでの計算結果から前記指示入力した座標を算出する第２計算ステップとを有することを特徴とする。
【００２７】
又、本発明の記憶媒体は、指や指示具による指示入力に伴う影または像の検出に基づいて指示座標を入力する座標入力方法を実現するプログラムをコンピュータ読み出し可能に記憶する記憶媒体であって、前記プログラムは、前記指示入力に伴って、検出される影または像の片側の端部の位置情報と該影または像の幅情報とで、前記影または像の検出位置を特定する第１計算ステップと、前記第１計算ステップでの計算結果から前記指示入力した座標を算出する第２計算ステップとを有することを特徴とする。
【００２８】
尚、具体的な本実施形態においては、入力領域の一つの辺の両端を成す２つの角部から所定の距離離れた位置にそれぞれ受光ユニットを具え、該受光ユニットは、２つのセンサを備える構成とし、前記２つのユニット間の距離をDLR、ユニット内の２つのセンサ間の距離をS0としたとき、DLRは一組の角度データからXY座標を算出するのに十分な距離でありS0はDLRに対して十分短く、すなわち一組の角度データからXY座標を算出するのは実質不可能な距離であり、かつ、ユニット内の一方のセンサにおいて２つの指示具が重複して観測された場合には、S0離れた他方のセンサに切り換えることによって、その重複をある程度回避できるような距離であり、なおかつ前記同一ユニットのS0だけ離れたセンサどうしは略同じ方向を向き、かつ同じ視野角を持つ、すなわち略共通の視野を持つようにしている。
【００２９】
本実施形態では、前記S0に関して、指示具方向から見たその投影距離が指示具の直径に略等しくなるように設定され、それにより前記１つのユニット内のおける、何れかのセンサの観測波形において一方の指示具の像ないし影が他方の指示具のそれに完全に隠れてしまうとき同一ユニットの他方のセンサを選択すると、前記、完全に隠れてしまう事は回避され、部分的な重複（部分食）に置き換えることが可能なように構成されている。
【００３０】
このように、本実施形態では、センサの配置と選択により、皆既食を避け、そのかわりに部分食の場合は容認して受け入れ、さらに計算手順の工夫により該部分食の場合にも、重複のない場合と同様な結果が得られるよう計算するというものでありとくにその計算手順におけるアルゴリズムを提案するものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、複数の指示具で入力を行う場合に、その入力位置に伴い遮光影又は光強度ピークが重複している場合に、過去のデータ又は他のセンサで得られるデータから指示具の実効的太さのデータを参照し、該太さのデータと前記重複波形の端部のデータから、前記指示具の存在方向を指示具ごとに求めることができ、２つの指示具の遮光影が重なっても安定して精度劣化の少ない座標入力を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３３】
＜本実施形態の座標入力装置の構成例＞
本実施形態に係る座標入力装置の概略構成について説明する。
【００３４】
図１は、本実施形態の座標入力装置の全体図、図２は、受光検出部と入力領域との位置関係を示す図である。
【００３５】
図１で、１Ｌ及び１Ｒは投光手段及び受光手段を有する左右のセンサユニットであり、所定の距離はなれて座標入力領域の角部に設置されているとともに、夫々センサユニットが複数の受光光学系を有している。センサユニット１Ｌ及び１Ｒは、演算制御を行う演算制御ユニット２に接続され、制御信号を演算制御ユニット２から受け取ると共に、検出した信号を演算制御ユニット２に送信する。４は入射光を到来方向に反射する再帰反射面を有する反射手段であり、それぞれのセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの複数の投光手段から略90°範囲に投光された光を、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの夫々の光学系に向けて再帰反射する。
【００３６】
反射された光は、受光光学系とラインCCD等によって構成されたセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの受光手段によって１次元的に検出され、その強度分布が演算制御ユニット２に送られる。
【００３７】
３は入力領域であり、PDPやリアプロジェクタ、LCDパネルなどの表示装置の表示画面で構成されるもので、インタラクティブな入力装置として利用可能となっている。
【００３８】
このような構成において、入力領域に指や指示具などによる入力指示がなされると、上記投光手段から投光された光が遮られ、再帰反射による反射光が得られなくなるため、入力指示位置のみ強度が得られなくなる。
【００３９】
演算制御ユニット２は、センサユニット１Ｌ及び１Ｒからの信号の強度変化から、入力指示された部分の複数の遮光範囲を検出し、それぞれの遮光端部の角度を算出する。検出された遮光部の数から計算に用いるデータを決定し、それぞれ算出された角度及びセンサユニット１Ｌ及び１Ｒの位置情報等から入力エリア上の座標位置を算出し、表示装置に接続されているPCなどにUSBなどのインタフェース７を経由して座標値を出力する。尚、５は、指示具としてペンを用いる場合の、ペンからの信号を受信する受信手段である。
【００４０】
（センサユニット１Ｌ，１Ｒの光学的配置例）
図２は、本実施形態の座標入力装置の光学的な配置を説明する図である。
【００４１】
図２では、特に、左側センサユニット１Ｌの配置について説明する。尚、右側センサユニット１Ｒについては、図中、Ｙ軸について左側センサユニット１Ｌと対称な関係にある以外は、その特徴は同一なので、その説明は省略する。
【００４２】
センサユニット１Ｌは、２組の投光部と受光部を有し、両者の光軸（光学的な対称軸であって、光線１５１及び光線１６１に相当）は、略平行にかつ所定距離Ｓ0離れて配置されている。
【００４３】
ここで、座標入力有効領域３の水平方向にＸ軸、天地（垂直）方向をＹ軸として、該光軸が図示の如くＸ軸と交わる角度をΘsと定義する。また、センサユニット１Ｌ中の一方の投光部の投光範囲（もしくは受光部の検出角度範囲）を光線１５２及び光線１５３、もう一方のそれを光線１６２及び光線１６３と定義する。
【００４４】
光線１５２及び光線１５３、もしくは光線１６２及び光線１６３で定義される２組の光学部（投光部及び受光部）の有効視野範囲は略９０°であり、無論その範囲を、例えば１００°とすることも可能であるが、その有効視野範囲をより大きく設定・設計することは、例えば光学部を構成する光学部品（例えば、レンズ）の光学歪みが大きくなり、安価に光学系を構成するという点で不利となる。
【００４５】
従って、各々の受光部で、投光された光を遮光する指示具の指示位置情報を得るためには、光線１５２及び光線１６３で定義される領域内に、座標入力有効領域を設定するのが好ましい形態である。そこで、座標入力有効領域を図示が如く領域１７１に設定すれば、センサユニット１Ｌ中の２組の受光部で、領域１７１中の指示具（遮光物体）の遮光位置を検出することが可能になる。
【００４６】
しかしながら、このように設定することで、例えば各部品を内臓した座標入力装置の筐体１７２と座標入力可能な領域１７１の関係で決まる筐体枠が大きくなり、操作可能な領域に比べて座標入力装置全体の大きさが大きくなってしまうという課題が生じる。この問題を解決するためには、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）の形状を小さくすることはいうまでも無く、更に光線１５１及び光線１６１で定義される２組の光学系（投光部及び受光部）の処置距離Ｓ0をより小さくするのが好ましい。
【００４７】
本実施形態の座標入力装置にあっては、座標入力有効領域３と筐体１７２で決まる筐体枠を極力小さくするために、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）中の一方の受光部は、座標入力有効領域３の全ての領域を有効視野に収めているが、もう一方の受光部は、図中の領域１７３で定義される領域が有効視野外となる設定となっている。
【００４８】
上記のように、所定距離Ｓ0をより小さくすることで、一方の受光部の有効視野外となる領域１７３をより小さくすることが可能となるが、例えば、先に定義した角度Θsを調整することでも、その領域をより小さくすることができる場合がある。
【００４９】
つまり、図２において、Θsは略４５°に設定されているが、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）の位置と座標入力有効領域３の位置関係により、例えばΘsをより大きく（例えば４８°）設定することで、領域１７３を小さくすることができる（光線１６３が時計回りの方向に回転するので、設定角度に応じて領域１７３の下側領域が、有効視野内に含まれることになる。一方、他方の有効視野も同時に回転することになるが、その場合であっても、他方の受光部の有効視野は座標入力有効領域３の全てをカバーしている状態に設定される）。
【００５０】
以上説明したように、センサユニット１Ｌ（１Ｒ）中の２組の光学系（投光部及び受光部）は、各々約９０°の有効視野を有し、２組の光学系の対称軸間の所定距離Ｓ0をより小さく設定することで、筐体枠を小さくできることや、仕様上設定されている領域１７３をより縮小できることが理解できる。
【００５１】
（センサユニット１Ｌ，１Ｒの詳細構成例）
図３は、センサユニット１Ｌ及び１Ｒの詳細を説明するための説明図である。
【００５２】
図中、101（A）、101（B）は、赤外光を発する赤外LEDであり、各々投光レンズ102（A）、102（B）によって、前述再帰反射板３に向けて略90°範囲に光を投光する。投光された赤外光は、再帰反射板３により到来方向に再帰反射され、センサユニット１Ｌ及び１Ｒ中の光の検出手段である受光手段によって、その光を検出する。
【００５３】
本実施形態の光の検出手段としての受光手段は、光線の視野を制限すると共に電気的なシールドをになうシールド部材105を設けた１次元のラインCCD104、受光光学系としてのｆθレンズ106（A）、106（B）、入射光の入射方向を概略制限する絞り108（A）、108（B）、及び可視光など余分な光の入射を防止する赤外フィルタ107（A）、107（B）からなる。再帰反射部材４によって反射された光は、前述赤外フィルタ107、絞り108を抜けて受光用レンズ106によって、ラインCCD104の検出素子110面上に集光される。部材103及び部材109は、これらの光学部品を配置するとともに、投光手段で投光した光が直接受光手段に入射、あるいは外来光等の余分な光をカットするための上フード103、下フード109である。
【００５４】
なお、本実施形態に有っては、絞り108（A）、108（B）は下フード109に一体で成型されているが、別部品であってもよいことは言うまでもなく、さらには、上フード103側に、絞り108及び受光用レンズ106の位置決め手段を設けることで、投光光学系の発光中心に対する受光手段の位置決めを容易（つまり上フード103のみで、すべての主要な光学部品が配置される）に実現することも可能となる。
【００５５】
図４の（A）は、図３の状態から組み上げたセンサユニット１Ｌ及び１Ｒを、正面方向（座標入力面に対し垂直上方）から見た図であり、２つの投光手段が所定距離ｄ離れた状態で、それぞれの主光線方向が略平行となるように配置され、各々の投光レンズ102によって、それぞれ略90°範囲に光を投光するように構成している。
【００５６】
図４の（B）は、図４の（A）の矢印で示される部分の断面図であり、赤外LED101からの光は、投光レンズ102により、座標入力平面に略平行に制限された光束として、主に再帰反射部材4に対して光が投光されるように構成する。
【００５７】
一方、図４の（C）は、図４の(A）において、LED101、投光レンズ102、上フード103を説明のために取り除いた図で、同様に正面方向（座標入力面に対し垂直上方）から見た図である。
【００５８】
以上のように、本実施形態の場合、投光手段と受光手段とは重ねた配置構成（図1４の（B）参照）となっており、正面方向（座標入力面に対し垂直上方）から見て、投光手段の発光中心と受光手段の基準点位置（つまり、角度を計測するための基準位置に相当し、本実施形態にあっては絞り位置108の中心位置であって、図中の光線が交差する点となる）が一致する構造となっている。従って、投光手段により投光された座標入力平面に略平行な光束であって、面内方向に略90°方向に投光される光は、再帰反射板３により光の到来方向に再帰反射され、赤外フィルタ107、絞り108、集光レンズ106を経て、ラインCCD104の検出素子110面上に集光、結像することになる。このように、ラインCCD104の出力信号は、反射光の入射角に応じた強度分布を出力することになるので、CCD41画素番号が角度情報を示すことになる。
【００５９】
なお、図４の（B）に示す投光手段と受光手段との距離Lは、投光手段から再帰反射手段４までの距離に比べて十分に小さな値であり、距離Lを有していても十分な再帰反射光を受光手段で検知することが可能な構成となっている。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態のセンサユニット１Ｌ及び１Ｒは、少なくとも２つの投光手段と、各々の投光手段で投光された光を各々検出する光の検出手段としての受光手段（本実施形態の場合、投光手段が２組、受光手段が２組）を有する構成である。また、本実施形態に有っては、受光手段のラインCCD104におけるライン状に配置された検出素子110の左側部分を第１の受光手段の集光範囲、右側部分を第２の受光手段の集光範囲とすることで、部品の共通化を図っているが、これに限定されるものでなく、個別にラインCCDを設けてもよいことは言うまでもない。
【００６１】
（演算制御ユニット２の構成例）
図１の演算制御ユニット２とセンサユニット１Ｌ、１Ｒとの間では、CCDの制御信号、CCD用クロック信号とCCDの出力信号、及び、複数の受光光学系夫々に対応する投光手段としてのLEDの駆動信号がやり取りされている。
【００６２】
図５は、演算制御ユニット２のブロック図である。
【００６３】
CCD制御信号は、ワンチップマイコンなどで構成される演算制御回路21から出力されており、CCDのシャッタタイミングや、データの出力制御などをおこなっている。CCD用のクロックはクロック発生回路22からセンサユニット１Ｌ及び１Ｒに送られる。
【００６４】
センサユニット１Ｌ及び１Ｒの受光手段であるCCDからの検出信号は、演算制御ユニット２のADコンバータ23に入力され、演算制御回路21からの制御によって、デジタル値に変換される。変換されたデジタル値はメモリ（図示せず）に記憶され、角度計算に用いられる。計算された角度から、座標値が求められ外部PCなどにシリアルインタフェース７などを介して出力される。
【００６５】
また、指示具としてペンを用いる場合、ペンからの信号を受信する受信手段５からはペンからの信号を復調したデジタル信号が出力され、ペンスイッチ信号検出回路としてのサブCPU24に入力され、信号が解析されたのち、演算制御回路21に情報が伝達される。
【００６６】
図６は、演算制御ユニット２のメモリ内部の構成例を示す図である。
【００６７】
図５の演算制御回路２１は、全体を制御するＣＰＵ２１１と、ＣＰＵ２１１の実行する固定のプログラムあるいはパラメータを記憶するＲＯＭ２１２と、プログラムあるいはパラメータを一時記憶するＲＡＭ２１３と、ディスクやＣＤなどの外部記憶部２１４と、外部装置とインタフェース７を介して通信する通信制御部２１５と、ＡＤコンバータ２３やサブＣＰＵ２４、センサユニット１Ｌ及び１Ｒが接続される入出力インターフェース２１６とを有している。ＣＰＵ２１１は、図５でも示したクロック発生回路22からのクロックに同期して処理を行なう。  ここで、ＲＡＭ２１３は、データ記憶領域とデータ／プログラムロード領域を有し、データ記憶領域には、例えば、センサデータＬ１，Ｒ１（２１３ａ）、センサデータＬ１，Ｒ１（２１３ｂ）、状態判別フラグ（case1〜7)２１３ｃ、センサ役割情報（役割１〜４）２１３ｄ、算出角度データΘ２１３ｅ、候補座標値２１３ｆ、決定座標値２１３ｇ、指示具太さデータ（１〜ｎ）２１３ｈなどが記憶されている。
【００６８】
一方、外部記憶部２１４は、データ記憶領域とプログラム記憶領域を有し、データ記憶領域には、例えば、指示具太さデータの履歴２１４ａ、状態判別（大分類）テーブル２１４ｂ、役割判別（小分類）テーブル２１４ｃ、座標入力部配置データ（センサ位置、間隔など）２１４ｄなどが記憶され、プログラム記憶部には、投光・露光制御モジュール２１４ｅ、センサデータ読み込みモジュール２１４ｆ、状態(case)判別モジュール２１４ｇ、センサ役割判別モジュール２１４ｈ、指示具太さ選定モジュール２１４ｉ、座標値算出モジュールなどが記憶されている。
【００６９】
上記構成におけるデータやプログラムのモジュール化はその一例であって、図６に限定されない。
【００７０】
＜本実施形態の座標算出の概念＞
ここで、本実施形態の座標入力における座標算出の概念を、図１２に基づいて説明する。
【００７１】
本実施形態の特徴は、２つの指示具で同時に座標入力する際に、図１２の#3，4に示すように、一方の指示具が他方の指示具の裏側に入り、該センサからみて２つの指示具の影が重複してそれぞれ本来の別々の影として捉えられないときにも、その重複波形からそれぞれの指示具の存在する方向を算出するというものである。
【００７２】
本実施形態においては、図１２に示すように、入力領域の一辺に対しθsだけ傾いた方向に距離Ｓ0だけ離れて並ぶ２つのセンサによって１つのユニットを構成する。ここで、Ｓ0は、指示具が入力領域の左右端部ないし上端部にあるときに、指示具の方向から見た投影成分すなわち（Ｓ0×ｃｏｓ（θＬ-θｓ））が、指示具の半径と略等しくなるよう構成されている。このようにすることにより、図１２で背後の指示具がLine2〜3の領域に完全に入り込んでしまうことがないように構成されている。
【００７３】
本実施形態は、例えば図１２で示すセンサL1s、センサL2sを切り替えて使い、かつ、所定の信号処理を行うことにより、図１２に示す後ろ側の指示具の影の一部が、Line2〜3の領域にあるときにも、または影の全部がLine1〜4の領域にあるときにも、影の全部がLine1,4の外側（例えば＃1、＃6で示される位置、）にあるときと同様に、２つの指示具の存在方向を示す角度データを算出可能とする方法を提案するものである。
【００７４】
本実施形態においては、指示具の影が重複した際に、それぞれの太さデータを参照することにより、重複しない場合の仮想的な影の幅（影角度幅）を推定し、該推定した夫々の影角度幅と、現実に観測している重複影波形の端部の角度データをもとに、それぞれ指示具の存在する方向の角度を求め、これに基づいて座標を算出することにより、前記重複が無い時に、通常夫々の影の中心としてもとめた角度データで座標を算出するのと同様な結果を得るものである。
【００７５】
本実施形態は、前記指示具の太さデータを取得・保存しておき、該太さデータから影の幅を換算して求めるために近似的な座標を求め、複数のセンサによって重複した影が観測される場合に、前記、換算して求めた影幅のデータから影の最も重複率がもっとも大きいセンサをみつけ、その結果をもとに残った組み合わせから座標候補を算出し、該座標候補から最終的に実在する座標を決定するというものである。
【００７６】
＜本実施形態の座標算出の手順例＞
以下、本実施形態の座標入力装置による座標入力の概略の手順を、図７及び図７のＳ１２０を詳細に示す図８のフローチャートに従って説明する。尚、各ステップにおける詳細な処理内容については、概略手順の説明の後に順次説明する。
【００７７】
図７で、まず、ステップＳ１０１で、センサL1s用のLEDを発光してセンサL1sを露光し、センサR1s用のLEDを発光してセンサR1sを露光する。ステップＳ１０２で、センサL1s及びR1sからのデータを読み込む。次に、ステップＳ１０３で、センサL2s用のLEDを発光してセンサL2sを露光し、センサR2s用のLEDを発光してセンサR2sを露光する。ステップＳ１０４で、センサL2s及びR2sからのデータを読み込む。
【００７８】
次に、ステップＳ１０５で、読み込んだデータから各センサの影の数に基づいて、図１４のテーブルを参照し、以下の処理を分岐させるための大分類(case1〜case7）を行なう。以下、ステップＳ１０５での大分類に従い、２つの指示具による入力で影の判別が簡単と判断されるcase1及びcase2の場合はステップＳ１１０へ進み、２つの指示具による入力であるが影の判別が容易でないと判断されるcase3乃至case6の場合はステップＳ１２０へ進み、単一の指示具による入力と判断されるcase7の場合はステップＳ１３０に進む。
【００７９】
case1及びcase2の場合は、ステップＳ１１０で適当にデータを使用するセンサの役割１〜４を決めて、ステップＳ１１１で各センサからの角度を算出する。
【００８０】
ここで、センサの役割１〜４は以下のように定義される。すなわち、まず、重複率の最も高いセンサに役割４を定義する。次に、役割４と同じ側のユニットの他方のセンサを役割１と定義する。さらに、役割１及び４とは別の側のユニットのセンサで、重複率の低い方を役割２、重複率の高い方を役割３とする。このとき、役割２、３の間の相対的な順番は必ずしも明白でなくてもよく、便宜的に決めるのでもよい。影の数によって順番が明白な場合はもちろんそれに従う。
【００８１】
case3乃至case6の場合は、ステップＳ１２０でより正確な各指示具の太さを算出する。ステップＳ１２１では、算出された各指示具の太さを最小して各センサで検出した影の重複率を求める。ステップＳ１２２で各センサの影の重複率に基づいて、データを使用するセンサの役割１〜４を決めて、ステップＳ１２３で各センサからの角度を算出する。
【００８２】
上記case1乃至case6の場合はいずれも、角度を算出後、ステップＳ１５０に進み、役割１及び２のセンサにおける角度データを使用して第１の座標値候補を算出する。ステップＳ１５１では、役割１及び３のセンサにおける角度データを使用して第２の座標値候補を算出する。ステップＳ１５２では、算出された第１及び第２の座標値候補の中から、第２の座標値候補の対応する値にに略一致する値を有する第１の座標値候補が２つ選ばれて、これを指示された２つの座標値と決定する。ステップＳ１５３で、上記過程で算出あるいは決定された指示具の太さを以降の座標値算出に使用するため保存する。尚、case1及びcase2の場合は、指示具の太さは角度算出に使用されないが、２つの指示具が独立に認識可能なので、指示具の太さを算出し以降の座標値算出に使用するため保存しておく。
【００８３】
case7の場合は、ステップＳ１３０で単一の指示具による入力と判断して、ステップＳ１３１で座標値を算出、決定する。
【００８４】
上記ステップＳ１５２及びＳ１３１で全てのcaseで座標値が決定されるので、ステップＳ１５４に進んで、決定された入力座標値をホスト装置に送信する。ステップＳ１５５で継続入力か否かを判定し（例えば、指示具のスイッチなどから）、継続入力であればステップＳ１０１に戻って座標入力を繰り返す。
【００８５】
次に、図７のステップＳ１２０における指示具の太さの選定の手順を、図８を参照して更に詳細に説明する。
【００８６】
まず、ステップＳ２００では、現在注目しているセンサに対応して記憶されている過去の各指示具の太さデータが参照可能か否かを判断する。ここで、「参照可能」とは、記憶されている過去の各指示具の太さデータが継承されている（引き続き指示具の太さデータが保存されている）こと、すなわち、前回の図７のステップＳ１５３の処理で指示具の太さデータが保存されていることを意味する。逆に、case1乃至case6で役割４のセンサに決まった場合や、case7の場合は指示具の太さデータに断絶が入り継承されていない。
【００８７】
参照可能であれば、ステップＳ２０１に進んで、注目センサにおける過去の指示具の太さデータを参照し、ステップＳ２０２で、指示座標の概略値からセンサと指示具との距離を概算して、各指示具ごとに仮想的に影の幅角度を計算する。
【００８８】
参照可能でなければ、ステップＳ２０３に進んで、上記注目センサと同じユニットの他方のセンサ（Ｌ1sであればＬ2s、Ｒ2sであればＲ1s）に対応して記憶されている過去の各指示具の太さデータが参照可能か否かを判断する。参照可能であれば、ステップＳ２０４に進んで、同一ユニットの他方のセンサにおける過去の指示具の太さデータを参照し、ステップＳ２０５で、指示座標の概略値からセンサと指示具との距離を概算して、各指示具ごとに仮想的に影の幅角度を計算する。
【００８９】
参照可能でなければ、ステップＳ２０６に進んで、他方ユニットのセンサ（Ｌ1sであればＲ1s又はＲ2s、Ｒ2sであればＬ1s又はＬ2s）に対応して記憶されている過去の各指示具の太さデータを参照し、ステップＳ２０7で、指示座標の概略値からセンサと指示具との距離を概算して、各指示具ごとに仮想的に影の幅角度を計算する。
【００９０】
以上のように、各センサについて出来るだけ継承して認識している指示具の幅角度を使用して、図７のステップＳ１２１でより正確な指示具の重複率を求める。
【００９１】
＜本実施形態の各処理の詳細な説明＞
次に、上記本実施形態の座標値算出に係る各ステップのより詳細な内容を順次説明する。
【００９２】
（本実施形態における用語、定数の定義）
まず、本実施形態で使用される用語や定数について定義を行なう。尚、上述の説明における用語も、この定義に従う。
【００９３】
図９に示すように、各ユニットにおいて左右外側のセンサを一番のセンサ（L1、R1）とする。例えば  L1sは左側ユニット外側のセンサ、R2sは右側ユニット内側のセンサとなる。全ての角度データは、当該センサから見てＹ軸下方向を０°とし、内側に向かって、かつ左右対象な方向に角度が大となるよう定義する。また各センサの存在する座標位置をP(L1s) , P(L2s) , P(R1s) , P(R2s)とする。
【００９４】
次に、各センサで得られる遮光波形に関して、図１０及び図１１のように、遮光影波形に対して各角度データを定義する。各角度データは、各センサからのＹ軸方向と遮光影の位置がなす角である。２つの遮光影が独立して観測される場合には図１０のように夫々の角度データを定義し、２つの影が重複して観測される場合には図１１に示すように夫々の角度データを定義する。
【００９５】
図１０及び図１１においては、前記角度方向の定義にもとづき、図中、θL軸の左側θL＝０°の方向がＹ軸下向き方向である。図１０及び図１１において、添え字Lは左側のユニットを意味し、これをRにかえれば右側である
また、第１影とは観測角度θLが小さい側に存在する影を意味し、第２影とは観測角度θLが大きい側に存在する影を意味する。
【００９６】
図１０から明らかなように、
θL1_c ＝（θL1_f  ＋  θL1_e  ）／２    …式101-1
θL2_c ＝（θL2_f  ＋  θL2_e  ）／２    …式101-2
θR1_c ＝（θR1_f  ＋  θR1_e  ）／２    …式102-1
θR2_c ＝（θR2_f  ＋  θR2_e  ）／２    …式102-2
図１１より、
θL01_c ＝ θL0_f  ＋ θL01_w／２        …式103-1
θL02_c ＝ θL0_e  − θL02_w／２        …式103-2
θR01_c ＝ θR0_f  ＋ θR01_w／２        …式104-1
θR02_c ＝ θR0_e  − θR02_w／２        …式104-2
本実施形態においては、各センサで観測された波形に関して、２つの影の重複の度合いに従って、１サンプルごとに各センサに順番をつけ、後述する「役割」を決める、
ここで、影の重複率を下記の式で定義する。
【００９７】
重複率 ＝ （仮想第１影幅角度＋仮想第２影幅角度−影全幅角度）
／small［仮想第１影幅角度、仮想第２影幅角度］    …式105
（ここで、small[甲、乙]は甲、乙の小さい方を選ぶという意味である。同様に、以下のlarge[甲、乙]は甲、乙の大きい方を選ぶという意味である。）
センサＬを例にとると、
重複率＝(θL01_w + θL02_w - θL0_w)／small[θL01_W , θL02_w] …式106
特別な場合として遮光の影が２つに見える時は、
θL0_w  = θL01_w + θL02_wであるから、重複率＝０％である。
【００９８】
皆既食のときは、
θL0_w  =  large［θL01_w , θL02_w］であり、
分母は、
θL01_w + θL02_w  -  large［θL01_w , θL02_w］ 
= small[θL01_w , θL02_w]となる。
【００９９】
従って、皆既食のときは、 重複率＝100 % である。
【０１００】
遮光影が２つ見える場合どうしでは重複率には順番がつかないが、座標計算手順の都合で便宜的に順番をつける。
【０１０１】
次に、図１４及び図１５における、better_sensor、worse_sensor、better_unit、 worse_unitについて説明する
まず、基本的に重複率が低い状態をbetterとして、高い状態をworseとし、better_sensorとは相対的に重複率が低い影を観測しているセンサ、worse_sensor  とは相対的に重複率が高い影を観測しているセンサとする。また、worse_unitとは４つの中で最も重複率が高いセンサを含むユニットとし、better_unitとは、worse_unitに対するもう一方のunitとする。  better_unitは必ずしも最も「良い」センサを含むunitという意味ではない。
【０１０２】
次に、上記分類を基に、座標計算上で演ずる役割として４つのセンサに、次のような役割１、２、３、４を振り当てる。
【０１０３】
まず、上記重複率の最も高いworstセンサとして、役割４を定義する。次に、役割４と同じ側のユニットの他方のセンサを役割１と定義する。さらに、役割１,４とは別の側のユニットのセンサで、重複率の低い方を役割２、重複率の高い方を役割３とする。このとき、役割２、３の間の相対的な順番は必ずしも明白でなくてもよく、便宜的に決めるのでもよい。影の数によって順番が明白な場合はもちろんそれに従う。
【０１０４】
ここで、本実施形態における複眼の構成条件により、各ユニットごとに少なくとも片方は皆既食ではないと言うことができる。  また、両ユニットは入力領域より外側に配置するため、両ユニットと指示具とが直線状に並ぶことはなく、そのための両ユニットに皆既食となるセンサが同時に存在することはない。この２つの理由により、４センサの中で皆既食は少なくとも１個以下である。従って、役割４のセンサを座標候補の計算から排除すれば、座標計算から皆既食のデータを排除することができる。
【０１０５】
さらに、本実施形態においては、遮光影が２個観測されるセンサと１個観測されるセンサのユニットごとの数に基づいて、図１４に示すように、大分類としてcase1〜6を定義する、さらに図１５に示すように小分類としてcase1-1〜case6-4に分ける。大分類は２つのピークを検出するセンサと１つのピークを検出するセンサの数的な構成によって決まる分類である、小分類は同一の大分類の中でL1s , L2s , R1s , R2s の順番が異なる場合である。計算手順は大分類で決まり、小分類は代入するデータの順番が異なるだけである。
【０１０６】
＜本実施形態における座標計算例＞
（本実施形態で使用される座標計算式）
本実施形態において使用する座標計算式を説明する。
【０１０７】
例えば、図１６に、センサL1sとR1sから得られる角度データをもとに計算する場合を示す。
【０１０８】
点Oを原点として、図に示すように、X,Yの方向を決め、以下のような関数Ｘｔ、Ｙｔを定義する
Ｘt(θL-45 , θR-45)
＝(tan(θL-45)-tan(θR-45))/[2*(1-tan(θL-45)*tan(θR-45))]  …式120
Ｙt(θL-45 , Ｂ-45)
＝-1*[(1-tan(θL-45))*(1-tan(θR-45))/(2*(1-tan(θL-45)*tan(θR-45)))
-0.5]                                                  …式121
このように定義すると、図１６の点Oを原点としたときの点Ｐ（Ｘ，Ｙ）の座標は、
Ｘ ＝ ＤLR *Ｘｔ（θL - 45  、θR - 45）     …式122
Ｙ ＝ ＤLR *Ｙｔ（θL - 45  、θR - 45）     …式123
となる。
【０１０９】
次に、センサL2sとセンサR1sの組み合わせで座標計算する場合について、図１７をもとに説明する。図１７で、指示具の位置をP'とし、直線 P(L1s)-P(R1s)と直線P(L2s)-P'との交点をS'とする。
【０１１０】
図１７で３点S', P(R1s) , O'の位置関係からP'の座標を求めることは、図１７で３点P(L1s) , P(R1s) , O からPの座標を求めるのと同じことであるので、（ここで、ベクトルO'P'をO'→P'、そのX成分を(O'→P')xのように表示すると）上出の関数Ｘｔ、Ｙｔを用いて、
(O'→P')x = (DLR-ΔD)*Ｘt（θL-45, θR-45）    …式130
(O'→P')y = (DLR-ΔD)*Ｙt（θL-45, θR-45）    …式131
となる。
【０１１１】
ここで、図１７より、ΔD = Sx+Sy*tan(θL)       …式132、
ただし  Sx=S0*cos(θs) , Sy=S0*sin(θs)          …式133
さらに、図１７から明らかなように、
(O→O')x=ΔD/2                                 …式134
(O→O')y=(-1)*ΔD/2                            …式135
以上のようにすれば、点Oを原点としたP'の座標は（O→P'） = (O→O') + (O→P')のX成分とY成分として求めることができる。ここで、同様にセンサＬ1ｓ、センサR2sの組み合わせの場合には、前記Ｘ成分のみ符号を変えればよい。
次に、センサL2sとセンサR2sの組み合わせで座標計算する場合について、図１８をもとに説明する。
【０１１２】
図１８で３点P(L2s) , P(R2s) , O'の位置関係からP'の座標を求めることは、図１８で３点P(L1s) , P(R1s) , O からPの座標を求めるのと同じ関係であるので、上出の関数Ｘｔ、Ｙｔを用いて、
(O''→P'')x  =  (DLR-2*Ｓx) * Ｘt（θL-45 , θR-45）    …式136
(O''→P'')y  =  (DLR-2*Ｓx) * Ｙt（θL-45 , θR-45）    …式137
また図１８から明らかなように、
(O→O'')x = 0                                           …式138
(O→O'')y = (-1) * ( Sx  +  Sy )                        …式139
以上のようにすれば、点Oを原点としたP''の座標は（O→P''） = (O→O'') + (O→P'') のX成分とY成分として求めることができる。
【０１１３】
以上のようにすれば、本実施形態におけるＬセンサ、Ｒセンサの組み合わせの全てにおいて座標を計算できる。
【０１１４】
（本実施形態における計算手順例）
まず、本実施形態における最も基本的な動作について  図１２及び図１３を用いて説明する。
【０１１５】
図１２ではＬ側のユニットのみ示しているが、Ｒ側もまったく同様であり、Ｌ側で得られる夫々の指示具の存在する方向の角度データとＲ側のそれとを組み合わせることによって、座標候補を算出する。
【０１１６】
まず、図１２に示すように、一方の指示具が他方の指示具の後ろ側を相対的に通り過ぎる場合を考える（#1→#2→#3→#4→#5→#6 で示す）。このときの遮光影の様子を＃1〜＃6のように段階ごとに図１３に示す。
【０１１７】
本実施形態においては、例えばＬ1ｓとＬ2ｓを所定の距離、S0離して配することにより、図１３の＃3のＬ1ｓ及び＃4のＬ2ｓに示す、いわゆる皆既食が、この両者同時に発生することがないように構成されている、実際に、図１３にしめすように、例えば＃1、＃2、＃3ではセンサＬ2ｓを用い、＃4、＃5、＃6ではセンサＬ1ｓに切り換えるなどのようにすることにより、常に皆既食を回避できる。
【０１１８】
しかしながら、本実施形態の構成では、図１３で＃3のＬ2ｓ及び＃4のＬ1ｓに示すような部分食は回避できない、本実施形態では、アルゴリズムを工夫することにより、これら部分食における遮光影の端部から得られる情報で、指示具の存在する方向を求める。また、そのためには、それぞれの指示具の本来の遮光影の幅の情報が必要であり、これを、例えば、過去のデータから得られる指示具の太さ情報ないし、同一ユニットで略同じ視野のもう他方のセンサからら得られる指示具の太さ情報、もしくは、反対側のユニットにあるセンサから得られる指示具の太さ情報を用いることにより、前記遮光幅を推定し、前記指示具の存在する方向を示す角度を求めるものである。
【０１１９】
本実施形態においては、左右4つのセンサ夫々が観測する遮光影の数ないし、影の重複率の順番によってケースごとに分類し、夫々のセンサに役割を振り当て、座標計算をするというものである。
【０１２０】
以下、本実施形態における計算手順を説明する。
【０１２１】
本実施形態では、図１４に示すように大分類するが、まず、前記大分類によらず全体共通の概念として下記のように記述することができる。
(1)４つのセンサの中から影の重複率の順番によって役割４のセンサを決定する。
(2)上記結果に従って役割１、２、３のセンサを決定する。
(3)役割1のセンサから得られる角度データと役割２のセンサから得られる角度データとの組み合わせで、第１の座標候補（P11, P12, P21, P22）を計算する。
(4)役割1のセンサから得られる角度データと役割３のセンサから得られる角度データとの組み合わせでで第２の座標候補（P'11, P'12, P'21, P'22）を計算する。
(5)第１の座標候補の中で、対応する第２の座標候補にほぼ一致している２つの座標を選択し、その２つを座標算出結果とする。
【０１２２】
ここで、本発明のような構成においては、少なくとも片側のユニットの２つのセンサにおいて観測される影が皆既食になるものは１つ以下である。また、幾何学的に言って、左右のユニットに両者において皆既食が発生することはありえない。従って、上述したように一番重複率の高い（すなわち皆既食ないし皆既食に近い）役割４のセンサのデータを座標候補計算手順から排除し役割１,２,３のデータで座標候補を算出することにより、前記皆既食による弊害を免れることができる。
【０１２３】
一方、本実施形態においては、部分食は指示具の存在する方向を示す角度データを検出する上で積極的に利用する。すなわち、図１３（＃3、Ｌ2ｓ）、（＃4、Ｌ1ｓ）に示すように、影が１個のみ観測される場合、すなわち重複した影が観測される場合、指示具ごとの太さデータを予め保持しておき、該太さデータを参照してこれをセンサと指示具との距離で換算して、重複がしない場合の遮光影の幅をもとめ、図１１に対応して示した式を使用して、その１つの影の端部から、それぞれ前記影の幅の半分だけずらすことにより、仮想的に指示具の存在方向の角度データを算出するようにしている。
【０１２４】
このようにして、遮光影が１つであるか２つであるかにかかわらず、まず、第１の座標候補（Ｐ11,Ｐ12,Ｐ21,Ｐ22）を算出し、次に第２の候補(P'11,P'12,P'21,P'22))を算出する。ここで、第１の候補においては実在する座標２つと虚像の座標２つが存在する。一方、第２の候補においても同様である。第１、第２の座標候補は組み合わせられるセンサの位置を補正することにより、本来同じ値となるはずである。実際に、実在する座標は同じ値になる。
【０１２５】
ところが、前記虚像においては、前記第１、第２の座標候補は異なった値となる。従って、センサ位置の違いを補正した上で、それぞれ対応する座標候補がほぼ一致する場合を実在する座標、一致しない場合を虚像の座標と判別（所謂、虚実判定）をすることができる。ここで、P11が実の場合はP22も実であり、P12が実である場合はP21も実である。従って、４座標全てを比較する必要は無く、P11とP'11、P12とP'12を比較すれば前記判定は可能である。
【０１２６】
＜本実施形態における指示具の太さの処理例＞
（指示具の太さデータの扱い方）
先に述べた指示具の太さデータの保存について説明する。
【０１２７】
本実施形態における計算手順においては、caseによって太さデータを参照しなければならない場合とそうでない場合がある、また、単独で太さデータを検出できる場合は、たとえ当該座標候補計算に太さデータが不必要であっても、これを座標換算して保存し、前記太さデータを必要とするcaseのために「継承」することとなる。
【０１２８】
以下、図１４をもとに、caseごとの太さデータの扱いについて説明する
・case1の場合：
それぞれ重複しない影を用いるので計算手順において太さデータを必要とはしない。また、太さデータを単独で求めることができるので、これを指示具ごとに、かつ、L側ユニットから見た場合、R側ユニットから見た場合ごとに、算出保存し、後の計算のために「継承」する。
【０１２９】
・case2の場合：
役割４のセンサ以外は、case1と同じ状況なので計算手順もcase1と同一である。
【０１３０】
・case3の場合：
better_unit側は太さデータを参照しなくても角度計算でき、かつ単独で太さデータを算出できるので、当該ユニット側の見かけの太さデータを算出、座標換算して保存「継承」する。wors_unit側は重複波形であるから、座標計算には夫々の指示具の太さデータが必要である。当該ユニット側から見た太さデータが「継承」されている場合はそのデータを参照する。前記データが参照できない場合は、better側から見た場合の夫々の指示具の太さデータを参照する。
【０１３１】
・case4の場合：
better_unit側はbetter_sensorは２つの影を検出しているので、過去の太さデータを参照しなくても単独で角度データを算出できる、当該ユニット側の見かけの太さデータを算出座標換算して保存「継承」する。worst_unit側は重複波形であるから、座標計算には夫々の指示具の太さデータが必要であり、当該ユニット側から見た太さデータが「継承」されている場合はそのデータを優先的に参照する。前記データが参照できない場合は、betterユニット側から見た場合の夫々の指示具の太さデータを参照する。
【０１３２】
・case5の場合：
better_unit側は重複波形であるから、角度計算には夫々の指示具の太さデータが必要である。当該ユニット側から見た太さデータが「継承」されている場合はそのデータを参照し、前記データが参照できない場合は、worseユニット側から見た場合の夫々の指示具の太さデータを参照する。wors_unit側はbetter_sensorが2つの影を検出しているので太さデータを用いなくても角度計算できる。また、単独で太さデータを算出できるので、当該ユニット側からの見かけの太さデータを算出、座標換算して保存「継承」する。
【０１３３】
・case6の場合：
どちらのunitにおいても、それぞれのbetter_sensorは2つの影を検出しているので単独で角度計算ができる。また、単独で太さデータを算出できるので、当該ユニット側からの見かけの太さデータを算出、保存「継承」する。それぞれのwors_sensorは当該センサの過去の太さデータが「継承」されている場合は、そのデータを参照し、出来ない場合は、同一ユニットのbetter_sensorから得られる太さデータを参照する。
【０１３４】
・case7の場合：
両側ユニットのそれぞれのセンサにおいて重複した影を観測している。この場合は、指示具1つによる入力が成されていると判断する、また、この状態に至ると、それぞれのユニットにおける指示具太さデータの「継承」は一旦途切れることとなる。
【０１３５】
以上述べたように、センサが重複した遮光波形を観測していて、単独では、指示具の存在する方向の角度データを計算できない時、指示具の太さデータを他から参照する。そして、まず第１の参照は、当該センサの直前の過去において取得した太さデータを参照することであり、第２の参照は、同じユニットの他方のセンサにおいて得られる太さデータを参照することであり、第３の参照は他方のユニットで得られる太さデータを参照することである。
【０１３６】
ここで、第１の太さ参照は、指示具の太さデータが過去より「継承されている」ときに使える方法であり、継承されていない場合は第２ないし第３の太さ参照を適用する。
【０１３７】
（指示具の実効的な見分け方）
この種の遮光型の座標検出装置においては、仮に同一形状の指示具であっても、入力領域のなかでの存在位置、入力時指示具の姿勢角度などによって影の幅を決定する実効的な径が異なってくる。また、瞬間ごとの実効的な径は指示具ごとに異なるものである。従って、本実施形態においては、計算上２つの指示具の太さが別物であるとして取り扱う。ここで、２つの指示具（Ａ，Ｂ）の見分けは、４つのセンサにおいて順番に少なくとも何れか１つのセンサが２つの影を継続的に検出していれば、「継承」することができる。
【０１３８】
本実施形態の説明図においては、指示具Ｂの方が若干径が大きいとして表現している。すなわち、図１９乃至図４７において、径が小さめに表現されているのが指示具Ａ、径が大きめに表現されているのが指示具Ｂである。
【０１３９】
また、式103-1,2、式104-1,2は、例えば指示具Ａの太さデータを基に計算した場合として、
θL01(A) ＝ θL0_f ＋ θL01_w(A)／２    …式103-1-A
θL02(A) ＝ θL0_e − θL02_w(A)／２    …式103-2-A
θR01(A) ＝ θR0_f ＋ θR01_w(A)／２    …式104-1-A
θR02(A) ＝ θR0_e − θR02_w(A)／２    …式104-2-A
と表現することとする。
【０１４０】
また 指示具Ｂの場合も同様に、
θL01(B) ＝ θL0_f ＋ θL01_w(B)／２    …式103-1-B
θL02(B) ＝ θL0_e − θL02_w(B)／２    …式103-2-B
θR01(B) ＝ θR0_f ＋ θR01_w(B)／２    …式104-1-B
θR02(B) ＝ θR0_e − θR02_w(B)／２    …式104-2-B
と表現する。
【０１４１】
＜caseごとの具体的計算手順例＞
以下、図１４のｃａｓｅごとに図１５の（注）記号のケースを例に上げて説明する。尚、case1〜6の事例として、case 1-1, case2-2,  case3-2,  case4-4,  case5-2,  case6-4について具体的に説明する。これらの説明から本実施形態の全体像が明確になる。case1-1には図１９乃至図２１、case2-2には図２２乃至２４、case3-2には図２５乃至２９、case4-4には図３０乃至３５、case5-2には図３６乃至図４１、case6-4には図４２乃至図４６が対応する。これらの事例においては指示具Ａと指示具Ｂを別扱いし、例えば同一形状の指示具であっても、指示具の位置による光学系のボケ、指示具の姿勢などによる実効的な影幅の違いなどを考慮して、計算上、別の寸法として扱っている。
【０１４２】
（case1-１の具体的計算手順）
図１９に示すように、case1は４センサとも２つの影が観測される場合である、この場合は、役割1,2,3,4の選択はとくに制限がなく、便宜的に決めることができる。仮に役割４をR2s、役割１、２、３をR1s、L1s、L2sとした場合、まず図２０で示すようにR1s、L1sの組み合わせで、式101-1,2、式102-1,2に従って影の中心角を求め、式122及び123に従って第１の座標候補（P11,P12,P21,P22）を計算する。
【０１４３】
同様に、図２１に示すようにR1s、L2sの組み合わせで、式101-1,2、式102-1,2に従って影の中心角を求め、式130及び135に従って第２の座標候補（P'11, P'12）を計算し,対応する座標候補どうしがよく一致しているものを選択することにより、（P11,P12,P21,P22）から２つの座標を決定する。
【０１４４】
（case2-2の具体的計算手順）
図２２に示すように、R1sのみ影の数が１個なのでこれが役割４であると決めることができる。以下、case1-1と同じ方法で座標の決定ができる（図２３及び図２４参照）。
【０１４５】
（case3-2の具体的計算手順）
図２５に示すようにR1s、R2sのみ影が重複波形である。
【０１４６】
まず、役割４を決定するために、R1s、R2sの重複率を求める。L側ユニットのセンサは何れも影が２個観測されるが、ここで図２６に示すように、例えばL1sで得られる角度データと、R2sで得られる影全幅中心角度（θR0）（図１１参照）とで近似的に得られる座標をＰＰ1、ＰＰ2とする。過去からの継承ないし他のセンサのデータを参照して得られる各指示具の太さデータを、前記近似座標と当該センサとの距離Ｐ(_Ｒ2ｓ)-ＰＰ1, Ｐ(_Ｒ2ｓ)-ＰＰ2で距離換算して影の幅を求め式105で定義された重複率を計算する。
【０１４７】
同様に図２７に示すように、L1sで得られる角度データと、R1sで同じ計算を行いＰ(_Ｒ1ｓ)-ＰＰ1, Ｐ(_Ｒ1ｓ)-ＰＰ2で距離換算して式105で定義された重複率を計算する。
【０１４８】
上記、重複率が大きい方のセンサを役割４、重複率の小さい方のセンサを役割１とする。本例においては役割１としてＲ2ｓが選択される。また、役割２,３は便宜的にＬ1ｓ，Ｌ2ｓと決めることができる。
【０１４９】
このとき、Ｌ1ｓ，ないしＬ2ｓによって図２５乃至図２９に示すように指示具Ａ、Ｂの見分けができており、第１の座標候補はＬ1ｓとＲ2ｓの組み合わせにより算出される図２８の（P11、P12、P21、P22）であり、第２の座標候補はＬ2ｓとＲ2ｓの組み合わせにより算出される図２９の（P'11、P'12）である。また、それぞれ角度データとの関係は図に示すとおりである。
【０１５０】
尚、第１座標候補は、上述の指示具Ａ又はＢの太さデータに基づき、式103-1-A(B), 式103-2-A(B), 式104-1-A(B), 式104-2-A(B)を使って影の中心角を求め、式130乃至135でＸ成分の符合を変えた式により算出される。一方、第２座標候補は、上述の指示具Ａ又はＢの太さデータに基づき影の中心角を求め、式136乃至139により算出される。
【０１５１】
（case4-4の具体的計算手順）
図３０に示すようにL2sのみ2つの影が観測され、それ以外は1つの影のみ観測される。この場合まず、1つの影が観測される3センサのなかから役割４を決める。
【０１５２】
図３１に示すように、L2ｓとR2sの影全幅中心角度（θR0）（図１１参照）から近似座標PP1、PP2を算出する。過去からの継承ないし他のセンサのデータを参照して得られる各指示具の太さデータを、前記座標とセンサとの距離Ｐ(_Ｒ2ｓ)-ＰＰ1, Ｐ(_Ｒ2ｓ)-ＰＰ2でそれぞれ換算して式105で定義された重複率を計算する。
【０１５３】
同様に図３２に示すように、L2sで得られる角度データと、R1sで同じ計算を行いＰ(_Ｒ1ｓ)-ＰＰ1, Ｐ(_Ｒ1ｓ)-ＰＰ2でそれぞれ換算して式105で定義された重複率を計算する。
【０１５４】
さらに、図３３に示すように、L1ｓの影全幅中心角度（θR0）と例えばR2sの影全幅中心角度（θR0）とから近似座標PP0を算出し、過去からの継承ないし他のセンサのデータを参照して得られる各指示具の太さデータを、前記近似座標とセンサとの距離Ｐ(_L1s)-ＰＰ1で距離換算して式105で定義された重複率を計算する。
【０１５５】
以上、R1s、R2s、L1sの中で重複率の最も大きいものを役割４として決める。図３４及び図３５に示すように、この事例においては役割４はR1sである。また、その結果、役割１はR2sに決まり、役割２は影が２つ観測されているL2s、役割３が影１つのL1sと決定される。
【０１５６】
次にまず、L2sとR2sの組み合わせのもとで、指示具Ａ又はＢの太さデータに基づき影の中心角を求め、式136乃至139により図３４に示すような第１の座標候補(P11, P12, P21, P22)が決まる。またL1sとR2sの組み合わせのもとで、指示具Ａ又はＢの太さデータに基づき影の中心角を求め、式130乃至135でＸ成分の符合を変えた式により図３５に示すような第２の座標候補(P'11, P'12)がきまる。図３０乃至３５の事例ではP12とP21が実際に決定される座標である（座標位置と各センサの角度データとの対応は図を参照のこと）。
【０１５７】
（case5-2の具体的計算手順）
図３６に示すようにL2sのみ2つの影が観測され、それ以外は1つの影のみ観測される。この場合まず、1つの影のみが観測される残り3つのセンサの中から役割４を探す。
【０１５８】
図３７に示すように、L2ｓのθL1,θL2と R1sの影全幅中心角度（θR0）（図１１参照）から近似座標PP1、PP2を算出する。過去からの継承ないし他のセンサのデータを参照して得られる各指示具の太さデータを、前記近似座標とセンサとの距離Ｐ(_Ｒ1ｓ)-ＰＰ1, Ｐ(_Ｒ1ｓ)-ＰＰ2でそれぞれ距離換算して式105で定義された重複率を計算する。
【０１５９】
同様に図３８に示すように、L2ｓのθL1,θL2と R2sの影全幅中心角度（θR0）（図１１参照）から近似座標PP1、PP2を算出する。Ｐ(_Ｒ2ｓ)-ＰＰ1, Ｐ(_Ｒ2ｓ)-ＰＰ2でそれぞれ距離換算して式105で定義された重複率を計算する。
【０１６０】
さらに、図３９に示すように、L1ｓの影全幅中心角度（θL0）と例えばR2sの影全幅中心角度（θR0）とから近似座標PP0を算出し、過去からの継承ないし他のセンサのデータを参照して得られる各指示具の太さデータを、前記座標とセンサ位置との距離Ｐ(_L1s)-ＰＰ1で距離換算して式105で定義された重複率を計算する。
【０１６１】
以上、R1s、R2s、L1sの中で重複率の最も大きいものを役割４とする、図４０及び図４１に示すように、この事例においては役割４はL1sである。また、その結果、役割１はL2sに決まり、役割２,３は便宜的にR1s,R2sである。
【０１６２】
まず、L2ｓとR1sの組み合わせのもとで、指示具Ａ又はＢの太さデータに基づき影の中心角を求め、式130乃至135により図４０に示すような第１の座標候補(P11, P12, P21, P22)が決まる。また、L2sとR2sの組み合わせのもとで、指示具Ａ又はＢの太さデータに基づき影の中心角を求め、式136乃至139により図４１に示すような第２の座標候補(P'11, P'12)がきまる。図３６乃至図４１の事例ではP12とP21が実際に決定される座標である。
【０１６３】
（case6-4の具体的計算手順）
図４２に示すようにL2ｓ、R2sでは２つの影が観測され、L1s,R1sでは１つの影のみが観測される。１つの影のみ観測されるL1s,R1sの中から、役割４を決める。
【０１６４】
まず、図４３に示すように近似座標PP1、PP2を算出し、過去からの継承ないし他のセンサのデータを参照して得られる各指示具の太さデータを、前記座標とセンサ位置との距離Ｐ(_Ｒ1ｓ)-ＰＰ1, Ｐ(_Ｒ1ｓ)-ＰＰ2でそれぞれ距離換算して式105で定義された重複率を計算する。
【０１６５】
同様に、図４４に示すように近似座標PP1、PP2を算出し、過去からの継承ないし他のセンサのデータを参照して得られる各指示具の太さデータを、前記座標とセンサ位置との距離Ｐ(_Ｒ2ｓ)-ＰＰ1, Ｐ(_Ｒ2ｓ)-ＰＰ2でそれぞれ換算して式105で定義された重複率を計算する。
【０１６６】
本事例ではL1sが役割4と決定される。従って、役割１はL2ｓ、役割２は影２つのR2s、役割３は影１つのR1ｓである。
【０１６７】
まず、L2sとR2sの組み合わせのもとに、式101-1,2、式102-1,2に従って影の中心角を求め、式136及び139に従って図４５に示すように第１の座標候補(P11, P12, P21, P22)を求める。次に、L2sとR1sの組み合わせのもとに、指示具Ａ又はＢの太さデータに基づき影の中心角を求め、式130乃至135により図４６に示すように第２の座標候補(P'11, P'12)、それぞれ対応する座標がよく一致しているものを実在の座標として選択する。本事例においてはP12，P21が実際に決定される座標である。
【０１６８】
（case7の一例）
図４７に、２つの指示具での指示であるがいずれのセンサでも１つの影しかセンスできないcase7の一例を示す。この場合は、１つの指示具による入力と判断する。
【０１６９】
以上のように、各caseごとの計算手順を実施することにより座標の計算が可能である。
【０１７０】
＜センサの数が３個以上の場合の実施形態＞
ここまで、上記実施形態では、座標入力有効領域の一辺を成す２つの角部近傍にそれぞれ２個の受光検出手段を設けた場合で説明してきたが、例えば、片側に３個ないしそれ以上の数でも良く、この場合も同じ計算手順で座標をもとめることができる。このなかで、夫々のユニットで最も重複率の大きいものを除いて、左ユニットの何れかのセンサ、右ユニットのいずれかのセンサの組み合わせの二組を組み合わせて、夫々の組み合わせによって座標候補を求めるようにすれば、上記実施形態と同様の座標演算を行うことができる。
【０１７１】
＜第２の実施形態例＞
図４８に、本発明における第２の実施形態例を示す。
【０１７２】
第１の実施形態例においては、入力面近傍を入力面に略並行に光が通過し、これを指示具によって遮光することにより、座標を入力する場合の事例であった。従って第１の実施形態例においては、前記遮光の影に対して例えば、それが複数の指示具で重なった場合に、指示具ごとの影の方向を求める方法として説明した。
【０１７３】
しかしながら、本発明の技術は、遮光して入力する方式のみならず、指示具自体が発光して受光検出手段によって観測する光強度分布において、該発光に基づいて生まれる光強度分布のピーク波形に対しても適用できる。
【０１７４】
本実施形態においては、指示具350は図４９に示すように、指示具先端351近傍の前部に発光する手段352をもち、これによりスイッチ353を押すことで入力面近傍において入力面に略並行な全方向に光を照射すように構成される。また、入力面の上辺の両端部に光の入力方向を検知できる第１の実施形態例と同様なユニットからなる。該ユニットの例えばL1sセンサでは図５０の上図に示すうな光強度波形、R1sセンサでは図５０の下図に示すうな光強度波形を観測することができる。例えば、図５０の上図は２つの光強度分布のピーク波形が重複した場合である。
【０１７５】
このような場合にも、第１の実施形態例と同じ手段で、θL1、θL2を求めることができる。更に、座標候補を計算すること、ないし座標を決定することができる。
【０１７６】
＜第３の実施形態例＞
上記第１及び第２の実施形態例においては、座標候補から実際の座標を決定する手段として、第１の座標候補と第２の座標候補とを比較するという手法であった。このように、２組の座標候補を計算するため、２組の有効なセンサの組み合わせが必要であった。
【０１７７】
一方、この種の角度を検知してなる座標入力装置では複数入力による座標候補から実際の座標を決定するための一般的手段として、座標の連続性を用いる方法がある、すなわち、前記座標候補のなかから直前に実在した座標値に近いもの、ないし直前の座標値ないし直前の座標値の時間変化から、次の座標値として推定される座標値に近いものを実在する座標として選択する方法がある。
【０１７８】
このような方法においては、座標を決定する上で、第１及び第２の実施形態例のように２組の座標候補を必要とせず、一組の座標候補を検出できれば良い。
【０１７９】
このような場合、左右夫々のユニットにおいて、それぞれ影の数が２個のセンサないし影が１個の場合でも、当該ユニット内で相対的に影の重複の度合いが小さいものを選択して、それぞれのユニットから１つずつ代表のセンサを選び、それらによって一組の座標候補を求めれば良い。
【０１８０】
図５１は、本実施形態を説明する図である、図５１では、Lセンサは何れも影が２つ有って、便宜的にL1ｓを選択し、Rセンサにおいては相対的に重複の度合いが小さいセンサとしてR2sを選択した場合である。この組み合わせによって座標候補（P11,P12,P21,P22）が計算される。
【０１８１】
一方、P（A）、P(B)は直前の実在する座放値であり、これらに近いものとして前記座標候補からP12,P21が実在する座標として選択される。
【０１８２】
本実施形態においては、第１及び第２の実施形態例のように、４センサのなかから最も重複の度合いの大きいセンサを決定し、それ以外のセンサを選択するような必要はなく、それぞれのユニットにおいて、その中の２つのセンサのどちらが重複の度合いが小さいかを求め、前記重複の度合いが小さいもの同士を組み合わせて座標候補を計算すれば、
このような前提により、本実施形態においては、図５２に示すようにcase1’〜6'の場合分けを行う。図５２においては、worse_unitとは影の数が１つであるユニットが多い方のユニットを示し、better_unitはその反対である。worse_sensor、better_sensorの意味は図１４及び図１５と同様である。
【０１８３】
本実施例において、役割１とはworse_unitの中で重複の度合いが小さい方のセンサ、役割２とはbetter_unitの中で重複の度合いが小さい方のunitである、worse_unit , better_unit , worse_sesno , better_sensor に関して、影の数が２つで順番が決められない時は、便宜的に順番を決めれば十分である。
【０１８４】
図５２の場合分けを前提とした場合の、本実施形態における処理手順のフローチャートを図５３に示す。図５３のステップＳ５２０の部分は図７のステップＳ１２０と同様に図８に示すとおりである。尚、図５３の手順は、図７とステップＳ５１０、Ｓ５２２、Ｓ５５１が本例特有に変わっているのみであるので、詳説はしない。
【０１８５】
ここまで、本実施例では、座標入力有効領域の一辺を成す２つの角部近傍にそれぞれ２個の受光検出手段を設けた場合で説明してきたが、例えば図５４に示すように、片側３個ないしそれ以上の数でも良く、この場合も同じ計算手順で座標をもとめることができる。このなかで夫々のユニットにおいて最も重複率の低いものを選択、ないし夫々少なくとも最も重複率が大きいもの以外を選択して組み合わせることにより、本発明としての座標候補の計算ないし座標候補を決定することができる。
【０１８６】
＜第４の実施形態例＞
第１乃至第３の実施形態例は、座標入力有効領域の一辺を成す２つの角部近傍に少なくとも夫々２個の受光検出手段を設けた場合であるが、本発明の太さデータを用いて影を１つしか観測していないセンサからみた角度データを計算するという手法は、座標入力有効領域の一辺を成す２つの角部近傍に少なくとも夫々１個の受光検出手段を設けた場合でも適用することができる。本実施形態例は、このような事例（以下、単眼のユニットと称す）を説明するものである（図５５参照）。
【０１８７】
本実施形態の計算手順としては、第３の実施形態において、各ユニットにおけるセンサの選択を重複率の低い方ではなく、強制的に一方に固定した場合と考えればよく、それ以外の部分はまったく同じ計算手順である。
【０１８８】
本実施形態においては、第１乃至第３の実施形態の場合のような皆既食を回避する手段はなく、仮に、指示具の一方が他方の影に完全に入ってしまうと、そのままでは座標計算は不可能となる。ただし、この種の装置においては、入力領域をそれぞれ限定する、あるいは、前記皆既食のような場合に、何らかの手段でそのときの座標値を推定、補間するなどの手段を施して対応するなどのやり方がある。本実施形態は、このようなことを想定した場合の単眼における適用事例である。
【０１８９】
尚、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インタフェース機器など）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【０１９０】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１９１】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【０１９２】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１９３】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本実施形態の座標入力装置の概略構成例を示す図である。
【図２】本実施形態の座標入力部の配置例を示す図である。
【図３】本実施形態のセンサユニットの組立て例を示す図である。
【図４】本実施形態のセンサユニットの構成例を示す図である。
【図５】本実施形態の演算制御ユニットの構成例を示す図である。
【図６】本実施形態の演算制御回路の構成例を示す図である。
【図７】本実施形態の座標演算の処理手順例を示すフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ１２０の手順例を詳細に示すフローチャートである。
【図９】本実施形態における用語、定数の定義のための座標入力部の図である。
【図１０】本実施形態で２つの遮光影が独立して観測される場合のセンサからの夫々の角度データを定義する図である。
【図１１】本実施形態で２つの影が重複して観測される場合のセンサからの夫々の角度データを定義する図である。
【図１２】本実施形態の座標入力における座標算出の概念を示す図である。
【図１３】図１２において、一方の指示具が他方の指示具の後ろ側を相対的に通り過ぎる場合の遮光影の様子を段階ごとに示す図である。
【図１４】本実施形態の遮光影の数による大分類を行なうためのテーブルを示す図である。
【図１５】本実施形態の遮光影の数による小分類を行なうためのテーブルを示す図である。
【図１６】本実施形態でセンサL1sとR1sから得られる角度データをもとに入力座標を計算する場合を示す図である。
【図１７】本実施形態でセンサL2sとR1sから得られる角度データをもとに入力座標を計算する場合を示す図である。
【図１８】本実施形態でセンサL2sとR2sから得られる角度データをもとに入力座標を計算する場合を示す図である。
【図１９】本実施形態のcase1-1の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図２０】本実施形態のcase1-1の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図２１】本実施形態のcase1-1の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図２２】本実施形態のcase2-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図２３】本実施形態のcase2-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図２４】本実施形態のcase2-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図２５】本実施形態のcase3-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図２６】本実施形態のcase3-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図２７】本実施形態のcase3-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図２８】本実施形態のcase3-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図２９】本実施形態のcase3-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図３０】本実施形態のcase4-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図３１】本実施形態のcase4-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図３２】本実施形態のcase4-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図３３】本実施形態のcase4-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図３４】本実施形態のcase4-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図３５】本実施形態のcase4-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図３６】本実施形態のcase5-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図３７】本実施形態のcase5-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図３８】本実施形態のcase5-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図３９】本実施形態のcase5-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図４０】本実施形態のcase5-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図４１】本実施形態のcase5-2の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図４２】本実施形態のcase6-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図４３】本実施形態のcase6-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図４４】本実施形態のcase6-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図４５】本実施形態のcase6-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図４６】本実施形態のcase6-4の場合の入力座標の算出の手順を示す図である。
【図４７】本実施形態のcase7の場合の入力座標の一例を示す図である。
【図４８】第２の実施形態における座標入力例を示す図である。
【図４９】第２の実施形態で使用される指示具の構成例を示す図である。
【図５０】第２の実施形態におけるセンサの受光強度の例を示す図である。
【図５１】第３の実施形態における座標入力例を示す図である。
【図５２】第３の実施形態で使用される大分類のためのテーブル例を示す図である。
【図５３】第３の実施形態の座標演算の処理手順例を示すフローチャートである。
【図５４】本実施形態で各センサユニットが３つのセンサを有する座標入力例を示す図である。
【図５５】本実施形態で各センサユニットが１つのセンサを有する座標入力例を示す図である。
【図５６】従来の座標入力装置の座標入力例を示す図である。
【図５７】従来の座標入力装置の受光強度の例を示す図である。
【図５８】従来の座標入力装置の座標入力例を示す図である。
【図５９】従来の座標入力装置の座標入力例を示す図である。
【図６０】従来の座標入力装置の座標入力例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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